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grub2 + 虚拟磁盘 或 grub2 + ntboot 启动 bios + gpt 上的 Windows 2022

感谢：wzy，wintoflash，minlearn

需求：主机商提供的产品存储超过2TB容量，且仅支持bios方式启动机子。Linux系统能在 bios + gpt 的环境中正常安装和运行，但 Windows 系统要求 bios + mbr 或 uefi + gpt 的组合，不支持 bios + gpt 的场景。

方案A：从网友 wzy 的博客来看，Windows的启动管理bootmgr.exe不认gpt分区，所以启动不了。解决方法是创建一个包含启动代码和文件的虚拟磁盘文件来启动Windows。缺点：无法Windows更新

方案B：从网友 minlearn 在无忧论坛里和 ntboot 作者 wintoflash 交流帖可知，通过 ntboot 是可以启动 bios + gpt 磁盘上已经安装的Windows系统（不支持Windows安装，会报“Windows安装程序 - 无法将 Window 配置为在此计算机的硬件上运行”的错误）。缺点：无法Windows更新

方案C：用grub4dos的ntloader来启动Windows。测试失败，用grub4dos的ntloader可以让gpt上的windows进入到桌面，但如计算机名、配置网卡静态IP地址等更改操作在重启系统后不生效。

这里记录一下实践的过程：

方案A：

  1. 创建一个vhd固定大小的虚拟磁盘，如 18 GB，名称为win2022.vhd

  2. 该vhd虚拟磁盘至少有三个分区，第一个是BIOS Partition，这个特别的分区是grub2必需的，可通过Linux系统里的cfdisk程序来创建。如下边的分区例子：

    Device                                Start                   End               Sectors               Size Type
>>  /dev/sdb1                              2048                 32767                 30720                15M BIOS boot
/dev/sdb2                             32768                647167                614400               300M EFI System
/dev/sdb3                            647168                679935                 32768                16M Microsoft reserved
/dev/sdb4                            679936              37746687              37066752              17.7G Microsoft basic data
  3. 创建第二个vhd固定大小的虚拟磁盘，本例的容量为64MB，名称为bootmgr.vhd。磁盘用MBR分区，创建一个主分区，且设置为活动分区
  4. 在Windows系统里附加两个vhd虚拟磁盘，假如本例中，第一个大的虚拟磁盘的NTFS分区盘符是M:，ESP分区盘符是L:；第二个虚拟磁盘的分区的分区盘符是B:
  5. 将已经安装好的Windows映像释放到NTFS分区中，如本例中的第4个分区M:，执行 bcdboot.exe M:\Windows /s L: /v /f uefi 将创建uefi相关的启动文件到 L: 分区 ；执行 bcdboot.exe M:\Windows /s B: /v /f bios 将创建bois相关的启动文件到 B: 分区；执行 bootsect /nt60 B: /mbr 将在B:上创建启动代码
  6. 分离第二个虚拟磁盘
  7. 将bootmgr.vhd的虚拟磁盘文件放到第一个vhd虚拟磁盘中的esp分区中L:
  8. 分离第一个虚拟磁盘
  9. 将win2022.vhd磁盘挂到一个debian系统的虚拟机里，挂载后，esp分区/dev/sdb2路径为/mnt/1，用grub-install将grub2安装到vhd磁盘。如例：grub-install --target=i386-pc /dev/sdb --boot-directory=/mnt/1；复制/usr/lib/syslinux/memdisk 文件 到esp分区/mnt/1

  10. 复制或创建一个grub的配置文件，放在grub目录里，配置文件需有bootmgr.vhd的启动项内容，如本例的部分内容：

     menuentry "bootmgr.vhd" {
insmod part_msdos
insmod part_gpt
insmod fat
insmod ntfs
linux16 /memdisk raw
initrd16 /bootmgr.vhd
}

    11.正常的情况下，该包含有grub2，bootmgr.vhd和Windows的gpt vhd虚拟磁盘，能在VirtualBox的bios或efi虚拟机里启动

方案B：

  1. 下载ntboot的源码，通过grub-mkimage创建好grub2的core.img，再用grub-install安装到vhd磁盘。如例：grub-install --target=i386-pc /dev/sdb --boot-directory=/mnt/1 --directory=/home/liujia/grub/i386-pc/ 这例里，是将vhd磁盘挂到debian系统里安装grub2，/mnt/1路径是vhd的第2个分区，即esp分区 /home/liujia/grub/i386-pc/ 是ntboot源码的目录路径
  2. 将windows的安装光盘iso里的sources/boot.wim/1/Windows/Boot/PXE/bootmgr.exe文件提取出来，放到ESP分区中

  3. 复制或创建一个grub的配置文件，放在grub目录里，配置文件需有ntboot的启动项内容，如本例的部分内容：

    menuentry 'nbtoot' {
insmod part_msdos
insmod part_gpt
insmod fat
insmod ntfs
set root='hd0,gpt2'
ntboot --efi=/bootmgr.exe --win (hd0,gpt4);
}
  4. 将已经安装好的Windows映像释放到NTFS分区中，如本例中的第4个分区，且Windows是从uefi环境中引导的（ESP中有Windows的相应目录和文件，如上边的步骤，执行 bcdboot.exe M:\Windows /s L: /v /f uefi）
  5. 正常的情况下，该包含有grub2，ntboot和Windows的gpt vhd虚拟磁盘，能在VirtualBox的bios或efi虚拟机里启动

问题：因为Windows是已经安装的，所以如将这个win2022.vhd复制使用，Windows的SID、计算机名称等是一样的。微软建议用sysprep来生成新的SID，避免机子加域时遇到问题。

bios-gpt-2.png

参考：